Výzkum genů produkujících feromony u hmyzích škůdců

Entomologové z experimentální stanice zemědělského výzkumu State Agricultural Experiment Station ve státě New York v USA odhalili jeden ze způsobů, jakým se hmyz vyvíjí v nový druh. Výzkumný tým vedený odborníkem na biochemii hmyzu objevil existenci předtím neurčeného genu - delta-14, který může regulovat chemikálie - atraktanty vytvářené v samičích žlázách zavíječe kukuřičného (Ostrinia nubilalis) produkujících sexuální feromony.

Tento gen může být náhle zapojen, aby měnil složky feromonů, které samice používají na lákání samců k páření. Entomologové ukázali, že hmyz vyvíjí chemické systémy ve skocích spíše než v minutových stadiích jak se dříve předpokládalo. Výzkumníci také objevili, že v populacích zavíječe kukuřičného existují vzácně se vyskytující samci, asi 1 jedinec ve 200, kteří jsou schopni reagovat na chemikálie vytvářené tímto genem delta-14. To je jeden ze způsobů, kterým se hmyz stává novým druhem, řekl vedoucí výzkumného týmu, jehož článek "Evolution of moth sex pheromones via ancestral genes" byl publikován ne webové stránce sborníků státní akademie věd (Proceedings of the National Academy of Science (www.pnas.org). Vysvětlil, že samice hmyzu lákají samečky specializovanými feromony, což přirovnává k radiovým frekvencím. Určité druhy komunikují na kanálu jedna, jiní na kanálu dvě, další na kanálu tři. Ale když má samička mutovaný gen delta-14 (tento gen je zapnut) změní svůj kanál ze tří na pět. To znamená, že 199 samečků zavíječe z 200 na něj nemůže odpovědět. Pouze jediný sameček zavíječe je schopen reakce na její velmi selektivní kanál, který jej navede k tomu, aby se spářil. Brzy se jiné samice s genem delta-14 spáří s jinými reagujícími, vzácně se vyskytujícími samečky. Případně za čas samečci a samičky stabilizují svůj systém feromonové komunikace, podstatně izolující tuto novou populaci od rodičovských druhů. To je jeden způsob, kterým se vyvíjí druh.

Zemědělští výzkumníci identifikovali feromony u více než 1000 druhů hmyzu a používají je k tomu, aby sledovali populace škůdců u 250 druhů a narušili páření u více než 20 druhů.

Tento nový výzkum ukazuje, že podmínky vyžadované pro dramatické posuny ve feromonových směsích by mohly dobře být příhodné dnes i v budoucnosti. Populace hmyzu by mohly být schopné se vzdálit od feromonových směsí, které jsou používány k jejich kontrole v terénu, na poli, což by činilo takovou kontrolu neúčinnou. Výzkumný tým bude pracovat na genomech octomilky (Drosophila melanogaster), komárů, cvrčků (čeleď Gryllidae), a motýlů z čeledi bourcovitých (Bombycidae), aby zjistili, jestli jsou nich tyto druhy genů přítomny.